[發(fā)明專利]具有多個抗反射涂層的光致抗蝕劑的成像方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680008827.0
• 申請日: 2006-02-09
• 公開（公告）號: CN101142533A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·J·阿卜杜拉;M·O·奈塞爾;R·R·達(dá)梅爾;G·帕夫洛夫斯基;J·比亞福爾;A·R·羅馬諾;金羽圭
• 申請（專利權(quán)）人: AZ電子材料美國公司
• 主分類號: G03F7/09
• 分類號: G03F7/09
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光致抗蝕劑的成像方法，其中該光致抗蝕劑涂在有機(jī)抗反射涂層的多個層上。所述方法尤其可用于使用深紫外線(uv)區(qū)域中的輻射使光致抗蝕劑成像。

背景技術(shù)

光致抗蝕劑組合物用于縮微方法中，這些方法例如在計算機(jī)芯片和集成電路的制造中用于制造小型化電子元件。通常，在這些方法中，首先將光致抗蝕劑組合物的薄涂膜施涂于基底材料上，例如用于制造集成電路的硅晶片上。然后烘烤該已涂覆的基材以蒸發(fā)該光致抗蝕劑組合物中的任何溶劑并使該涂層固定到該基材上。該涂覆在基材上的光致抗蝕劑接下來經(jīng)歷暴露在輻射下的成像曝光。

該輻射曝光導(dǎo)致該涂覆表面的曝光區(qū)域發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)變。目前，可見光、紫外(UV)光、電子束和X射線輻射能量是縮微光刻方法中常用的輻射類型。在這一成像曝光之后，用顯影劑溶液處理該已涂覆的基材以溶解和除去該光致抗蝕劑經(jīng)輻射曝光(正性光致抗蝕劑)的或未曝光(負(fù)性光致抗蝕劑)的區(qū)域。

正作用光致抗蝕劑當(dāng)它們受輻射曝光成像時會使該光致抗蝕劑組合物受輻射曝光的那些區(qū)域變得更加可溶于顯影劑溶液，然而沒有曝光的那些區(qū)域保持相對不溶于顯影劑溶液。因此，用顯影劑對經(jīng)曝光的正作用光致抗蝕劑的處理使得涂層的曝光區(qū)域被除去和在光致抗蝕涂層中形成正像。而且，暴露出基面的所需部分。

負(fù)作用光致抗蝕劑當(dāng)它們經(jīng)歷輻射曝光成像時，會使該光致抗蝕劑組合物受輻射曝光的那些區(qū)域變得不溶于顯影劑溶液，然而沒有曝光的那些區(qū)域保持相對可溶于該顯影劑溶液。因此，用顯影劑對未曝光過的負(fù)作用光致抗蝕劑的處理使得涂層的未曝光區(qū)域被除去和在光致抗蝕涂層中形成負(fù)像。而且，暴露出基面的所需部分。

光致抗蝕劑分辨率定義為在曝光和顯影之后該抗蝕劑組合物能在高像邊緣銳度下從光掩膜轉(zhuǎn)移到基材的最小特征。目前在許多制造應(yīng)用的前沿中，數(shù)量級小于100nm的光致抗蝕劑分辨率是必要的。此外，幾乎總是希望已顯影的光致抗蝕劑壁面輪廓近似垂直于基材。該抗蝕劑涂層已顯影和未顯影區(qū)域之間的這些劃界轉(zhuǎn)化成該掩模圖像到該基材上的精確圖案轉(zhuǎn)移。隨著朝著小型化的努力降低裝置上的臨界尺寸，這變得更加重要。

半導(dǎo)體裝置朝著小型化的趨勢已經(jīng)引起使用對越來越低的輻射波長敏感的新型光致抗蝕劑并且還引起使用尖端多級系統(tǒng)如抗反射涂層來克服與此類小型化有關(guān)的困難。

當(dāng)需要亞半微米幾何結(jié)構(gòu)時，通常使用對短波長(大約100nm-大約300nm)敏感的光致抗蝕劑。尤其優(yōu)選的是在200nm以下，例如193nm和157nm處敏感的深uv光致抗蝕劑，其包含非芳族聚合物，光酸產(chǎn)生劑，任選地，溶解抑制劑，和溶劑。

高分辨率、化學(xué)放大的、深紫外線(100-300nm)正和負(fù)色性光致抗蝕劑可用來將具有小于四分之一微米幾何結(jié)構(gòu)的圖像形成圖案。

改進(jìn)光致抗蝕劑的分辨率和焦深的另一種新近的方式已使用浸漬平版印刷來擴(kuò)展深uv平版印刷成像的分辨率限制。在干式平版印刷成像的傳統(tǒng)方法中，空氣或某些其它低折射指數(shù)氣體位于鏡頭和晶片平面之間。這一折射指數(shù)方面的急劇變化導(dǎo)致在該鏡頭邊緣的射線經(jīng)歷全內(nèi)反射而不會傳送到該晶片(圖1)。在浸漬平版印刷中，流體存在于該物鏡和該晶片之間，使得高階光能夠參與在該晶片平面成象。用這樣的方式，該光學(xué)透鏡的有效數(shù)值孔徑(NA)可以增加到大于1，其中NA_wet＝n_isinθ，其中NA_wet是采用浸漬光刻的數(shù)值孔徑，n_i是浸漬液體的折射指數(shù)，sinθ是透鏡的角孔徑。增加該鏡頭和該光致抗蝕劑之間的介質(zhì)的折射指數(shù)是為了獲得更大的分辨能力和焦深。這又在IC裝置的制造中實現(xiàn)更大的工藝寬容度。浸漬平版印刷方法在′Immersion?liquids?forlithography?in?deep?ultraviolet′，Switkes等人，5040卷，690-699頁，Proceedings?of?SPIE中進(jìn)行了描述，并在此引入作為參考。

對于193nm和248nm和更高波長的浸漬平版印刷來說，水具有足夠的固有透明性以致它能用作該浸漬流體。備選地，若希望更高的NA，水的折射指數(shù)能通過用UV透明溶質(zhì)進(jìn)行摻雜來增加。然而，對于157nm平版印刷來說，水的較高吸光率使得它不適合作為浸漬流體。目前，某些低聚氟化醚溶劑已用作適合的浸漬流體。